Устройство для слежения за сварнымшвом

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 300779 (21) 2803105/25-27 (5 )

3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 23 К 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0581. Бюллетень No 18 (53) УДК 621. 791. 75 (088. 8) Дата опубликования описания 15.05.81 (72) Авторы изобретения

В. Г. Котова, В. Г. Снежко, F3 Ï. Голи

-* = : > с, Я

Киевский институт автома ики им. 1ХХЧ $43@@-ЩСЯ у

1, ::. "r (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СВАРНЫМ IBOM

Изобретение относится к автоматизации процессов сварки, а .именно к устройствам слежения по стыку.

Для получения качественного сварного шва необходимо в процессе сварки следить за сформированным швом, а после сварки для выявления внутренних дефектов шва необходимо направлять дефектоскоп с высокой точностью по оси шва.

Известен способ телевизионного слежения за положением сформированного шва, использующий инфракрасные лучи, длина волны которых не превы- 15 шает шероховатостей поверхности шва (j.

Однако сложность этого способа ограничивает его практическую реализ ацию. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому я вляется двухканальный датчик стыка сварииаемых кромок, содержащий объектив, вращакщуюся диафрагму с двумя отверстия-25 ми, два фотоприемника, соединенные со своими усилителями, выходы которых через схему совпадения подключены к формирователю выходного сигнала (2). ЗО

Недостатком устройства является невысокая точность и плохая помехозащищенность за счет неоднородностей поверхности сформированного шва.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения путем повышения то ности слежения и помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены преобразователь разнополярных импульсов, схема задержки, преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триггер запрета,а двухканальный оптический сканирующий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленным перед сканирующей диафрагмой во втором канале, при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управления исполнительным механизмом, другой его вход подключен к выходу преобразователя разнополярных импульсов, а выходы усилителей подключены ко входам преобразователя разнополярных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу усилителя триггера запрета, причем выход усилителя второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединен829365 ные схему задержки и преобразователь рабочего цикла.

В предлагаемом устройстве формируется сигнал оптической оси датчика независимо от неоднородностей поверхности сформированного.шва, относительно которого представляется возможным огределять середину шва. Во избе>хание сбоя работы устройства изза случайных помех введены в устройство блоки, которЫе шунтируют прохо>х- 1О дение сигнала управления на исполнительный механизм на время помехи.

15 которого соедине« с одним входом бло- 45 ка триггеров 15, второй вход которо60

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для слежения по шву, на фиг. 2 — формы выходных напряжений сигналов.

Оптический сканирующий датчик 1 состоит из объектива 2, сканируцщей диафрагмы 3 с двумя отверстиями, осветителя 4, световой поток которо- го, отраженный от поверхности шва, проходит через одно отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор 5 на фотоприемник 7 первого канала датчика, выход которого соединен с нормирующим усилителем 11, световой поток от дополнительного осветителя 9 через отверс ие сканирующей диафрагмы и конденсатор б поступает на фотоприемник 8 второго канала датчика, выход фотоприемника соединен с «ормирующим усилителем 11, выход которого соединен с одним входом преобразователя. 12 разнополярных импульсов и входом схемы 13 задержки, выход которой связа« со схемой преобразователя 14 рабочего цикла, второй вход преобразователя разнополярных импульсов связан с норми рующим усилителем 11 второго канала, а выход преобразователя 12 соединен с одним входом блока 17 управления исполнительным механизмом. Выход схемы 13 задержки соед 1нен с преобразователем 14 рабочего цикла, выход го соединен с нормирующим усилителем

10 первого канала, а выход соединен со входом тригге>а 16 запрета, выход которого соединен со вторым, входом блока 7 управления.

Устройство работает следующим образом.

Ipi! вращении сканирующей диафрагмы 3 световой поток, созданный осветителями 4 и отраженный от сформированного шва, поступает «а объектив

2 и отверстие-щель сканирующей диафрагмы 3, и через конденсатор 5 попадает на фотоприемник 7 первого канала датчика. Световой поток от дополнительного осветителя 9 через отверстие сканирующей диафрагмы 3 и конденсатор б попадает «а фотоприемник

8 второго канала датчика. Нормирующие усипители 10, 11 усиливают, or20

ЗО

4О раничивают и формируют сигналы фотоприемников ° На выходе усилителей 10, 11 соответственно снимаются нормированные по амплитуде сигналы И и И

Частота следования сигналов определяется скоростью вращения сканирующей диафрагмы. Импульс оптической оси датчика на выходе нормирующего усилителя 11 второго канала датчика снимается с крытыми фронтами О>, а длительность его определяется масштабом изображения в плоскости сканирования, размером щели сканирующей диафрагмы и скоростью ее вращения. Момент возникновения импульса соответствует оптической оси датчика.

Выходной сигнал первого канала датчика Оф ограничивается на уровне 0,>, преобразовывается нормирующим усилителем 10 в последовательность импульсов U, которые поступают на один вход преобразователя 12 разнополярных импульсов, на второй вход которого поступают импульсы оптической оси с усилителя 11, на выходе преобразователя 12 снимаются импульсы Ог>„ передний фронт положительных импульсов соответствует переднему фронту импульсов шва, а задний фронт — переднему фронту импульса оптической оси датчика, и отрицательные импульсы, передний фронт которых соответствует заднему фронту импульсов оптической оси датчика, а задний фронт — заднему фронту импульса шва.

Выходной сигнал преобразователя 12 поступает на блок 17 управления исполнительным механизмом 17 и устанавливает дефектоскоп по оси сформирован«ого шва, отрабатывает рассогласование до тех пор, пока длительность отрицательных и положительных иглпульсов преобразователя 12 не сравняются .

При наличии помехи в сигнале

О,:перво-о канала датчика за счет неоднородностей поверхности шва, возникших после импульса оси датчика, сформированный сигнал преобразователя 12 разнополярных импульсов вызывает ло>хное срабатывание исполнительного механизма. Во избежание сбоя в работе устройства создается сигнал запрета, c óíòèðóâùèé поступление сигнала Оп с преобразователя 12 на блок 17 управления. Для этого выходной сигнал нормирующего усилителя второго канала датчика (сигнал оптической оси датчика) задерживается схемой 13 задержки на полпериода Т/2 вращения сканирующей диафрагмы, и преобразовывается преобразователем

14 .рабочего цикла в сигнал цикла U для сброса устройства в исхоцное состояние и поступает на один вход блока триггера (2-триггера), на второй вход которого поступает сигнал рмир > его усилителя 10 первого канала. Длительность сигнала рабочего

829365 цикла несколько больше интервала

Если за период сигнала рабочего цикла t - -t появится помеха, т.е. в интервале Т/2 число импульсов будет больше одного, то блок 15 триггеров перебросит триггер 16 запрета, выходной сигнал которого шун5 тирует прохождение сигнала на блок

17 управления исполнительным механизмом. Появление помехи в интервале t<- t не приводит к сбою устройства.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять слежение по оси шва с высокой точностью и помехозащищенностью. Использование его в комплекте с дефектоскопом повышает точность 5 и надежность контроля качества свариваемого шва. Статическая обработка дефектов сварных швов позволяет внести коррекцию в режим сварки и тем самым увеличить производитель- (} ность сварочного стапеля. Использование его в системе автоматического управления параметрами сварочной цепи уменьшает дефекты сварного шва.

Формула изобретения

Устройство для слежения за сварным швом, содержащее двухканальный оптический сканирующий датчик, включающий в себя объектив, осветитель, вращающуюся диафрагму с двумя отверстиями, два фотоприемника, выходы которых связаны со входами соответствующих усилителей, и блок управления исполнительным механизмом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем повышения точности слежения и помехозащищенности, в устройство введены преобразователь разнополярных импульсов, схема задержки, преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триго ер запрета, а двухканальный оптический сканирующий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленным перед сканирующей диафрагмой во втором канале, при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управления исполнительным механизмом, другой его вход подключен к выходу преобразователя разнополярных импул»сов, а выходы усилителей подключены ко входам преобразователя разнополярных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу триггера запрета, причем выход усилителя второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединенные схему задержки и преобразовагель рабочего цикла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автopс«oe свидетельство СССР

Р571355, кл. В 23 K 9/10, 21.06.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Р433981, кл. В 23 К 9/10, 26.12.74.

829 3б5

М

Фи г

Составитель Л.Глаголева

Техред A.Л Корректор Н Бабинец

Редактор П.Коссей

Заказ 2738/20 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4